工業(yè)廠房LED照明設計分析

韓云中

【摘要】在普通工業(yè)廠房（以輕工電子類廠房為主）照明中引入綠色照明設計的理念十分重要。如果能將照明用電量有效降低，不但能降低生產(chǎn)成本，還能為環(huán)保做出貢獻，且合理的照明設計也能提高企業(yè)的生產(chǎn)力。綠色照明內(nèi)涵包含高效節(jié)能、環(huán)保、安全、舒適四項指標。LED光源符合綠色照明的要求，近年來在各個領域被廣泛應用。鑒于此，本文就工業(yè)廠房LED照明設計展開探討，以期為相關工作起到參考作用。

【關鍵詞】LED；綠色照明；節(jié)能；工業(yè)廠房；燈具

廠房是工業(yè)建筑中常見的建筑類型，如船廠廠房、飛機裝配車間等。廠房層高很高、面積巨大，照明能耗相應地很高，照明燈具的要求也不同于其他建筑。目前LED照明沒有在廠房中得到普遍應用，一個重要原因是LED照明應用于廠房的相關研究開展甚少，技術上的可行性還有待驗證。

一、工業(yè)廠房照明要求

工業(yè)廠房照明一般包括普通照明、區(qū)域化照明、局部照明、特殊作業(yè)照明、應急疏散照明等。一般工業(yè)廠房多為層高較高的單層建筑，層高一般在6m以上，結(jié)合生產(chǎn)要求，光源一般選擇高壓氣體放電燈，如金屬鹵化物燈。燈具懸掛高度6～10m時，可采用250～400W高壓氣體放電燈，10m以上可采用250～1000W高壓氣體放電燈。燈具類型選用深照型。多層廠房的層高一般在4m左右，光源可選用直管熒光燈。工業(yè)廠房照明設計的主要內(nèi)容如下：（1）依據(jù)GB50034—2013《建筑照明設計標準》的相關條款，結(jié)合廠房的性質(zhì)、大小、生產(chǎn)的火災危險類別等確定廠房內(nèi)不同區(qū)域的照度、照明光源、燈具類型、燈具布置及安裝方式等。（2）根據(jù)車間、工段或生產(chǎn)線工藝流程進行照明分區(qū)，合理設置照明配電箱，確定供電方式，敷設照明干線，確定照明配電系統(tǒng)，當然照明配電箱（控制箱）的設置要便于工作人員操作。

二、照明電氣設計

廠房照明電氣設計主要包括照明配電箱的裝設位置，選擇照明線路的導線類型和截面，選擇照明線路的控制和保護裝置等內(nèi)容。配電箱的裝設位置根據(jù)照明分區(qū)、接近負荷中心及便于操作和維護等的原則設置，考慮負荷發(fā)展的需要，可留1～2條備用回路。根據(jù)本工程廠房特點及分區(qū)要求，廠房分為9個照明分區(qū)。在廠房內(nèi)設置總照明配電箱，以放射式方式給9個照明分區(qū)供電，分支照明控制箱分設在照明分區(qū)內(nèi)便于操作的位置。照明干線采用金屬橋架敷設至分配電箱，分支線路沿金屬橋架敷設后穿鋼管沿鋼梁敷設至燈具。照明線路的控制采用微斷直接控制。照明線路的選擇和相關保護根據(jù)回路的負荷計算確定。要注意照明設備的負荷功率統(tǒng)計時，除了燈具光源本身的功率外，還要考慮燈具整流器的類型，一般選用電子型或節(jié)能電感型，整流器的功率損耗應計算在內(nèi)。

大空間工業(yè)廠房照明一般選用高壓氣體放電燈，三相配電，每一相分支回路的電流不宜超過30A，并應按啟動和再啟動特性選擇保護電器和驗算線路的電壓損失值。例如：本工程廠房照明用高壓氣體放電燈（金屬鹵素燈），金屬鹵素燈從開啟到正常工作的啟動階段，有1～2min電流會上升到正常工作電流的兩倍，因此確定微斷的整定電流時要避開這個電流值。三相照明配電系統(tǒng)中，分配相序時盡量三相保持平衡，三相斷路器一般選用三極開關，以避免斷零故障燒毀設備。一般工業(yè)廠房總箱的進線總開關選用塑殼開關，不要采用微斷，因為有可能短路沖擊電流較大。

三、案例介紹

某地切割車間面積將近15萬平方米，層高19米，是整個車間生產(chǎn)環(huán)節(jié)的前端部分。車間平時生產(chǎn)任務較為繁重，通常采用兩班制甚至三班制的生產(chǎn)模式，車間照明開啟時間較長，能耗突出。以某基地切割車間作為研究對象，將現(xiàn)有金鹵燈照明節(jié)能改造為LED照明，便于展開高大廠房照明節(jié)能改造的相關研究。選擇車間部分區(qū)域進行實驗性改造，既可以探索LED照明在廠房應用的可行性，又可以避免大面積設備安裝帶來的不確定性和對生產(chǎn)進度的干擾。為了防止工人在工作過程中受到區(qū)域間照明差異的影響，要求改造區(qū)域相對獨立，相關區(qū)域的工人工作過程并不經(jīng)常性前往其他區(qū)域。經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，A～B軸，22～26軸區(qū)域為切割鋼板整理堆放區(qū)域，27～31軸區(qū)域為鋼板局部切割作業(yè)區(qū)域，工人工作過程都相對獨立；且該兩個區(qū)域都各有1000W金鹵燈15盞，安裝高度15.4m，對改造工作的經(jīng)濟性要求適中。將此27～31軸區(qū)域作為改造對象，選擇22～26軸區(qū)域作為對照組。廠房節(jié)能改造，首先需要選擇替代傳統(tǒng)光源的新型節(jié)能光源，這里選擇LED光源。

四、結(jié)束語

LED在工業(yè)廠房照明中的應用前景是廣闊的，其大規(guī)模普及是必然的。從照明效果、投資回報和節(jié)能環(huán)保角度來看，我們都應該選擇LED照明。因此，我們應積極地將LED應用到工業(yè)廠房照明中，積累相關的設計和實用經(jīng)驗，為將來LED的大規(guī)模應用奠定基礎。

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